如何實現標準汽車產品的標準化

半導體產業過去多年來一直與軍工和航空產業關系密切。軍事與政府項目加快了技術的發展，快速提高了元件的質量及可靠性。多年來，政府始終通過國防后勤局 (DLA)、Columbus 國防供應中心 (DSCC) 等部門以及有關元件計劃的陸海軍聯合項目 (JNA) 密切關注著軍火商的活動。上述政府機構通過一系列嚴格的絕對規范指導著半導體制造商的工作，元件設計、構建或工藝處理上發生的任何變動都要獲得有關部門的批準。有關規范詳細制定了產品達標與監管細節，并在實施前交由有關政府部門批準，而且相關細節不允許有任何變動。

上個世紀 80 年代，國防部 (DOD) 認識到商業領域對技術的推動力量日益強大，現有的體系已經難以繼續發揮作用。此外，再加上設備復雜性大幅提高，通常重復性較高的合格認證的成本也逐漸提高，這些都促成了合格制造商名單 (QML) 計劃的實施。根據 QML 計劃，DSCC 對有關制造商進行了認證，確認其能夠對集成電路 (IC) 等元件的設計、認證以及制造的質量與可靠性進行管理。QML 集成電路制造商采用現有的一系列規范作為設計、工藝處理與達標的指南。但是，其工作的重點則由確認產品是否符合規范轉移到了產品性能上。DSCC 及 DoD 允許 QML 制造商的技術評審委員會 (TRB) 確定需要哪些達標規范與檢驗手段來保證最終產品的質量以及可靠性。這樣，標準的現有元件就可用來替換客戶規范，而且仍能向客戶確保產品滿足應用需求。

就環境而言，當今的汽車電子產業非常類似于 10 年前的軍用電子設備產業。客戶的特定要求逐漸增多，成為業界標準的補充?？蛻粢幏毒褪且巹t，而不再是例外的要求，而且一家汽車客戶常常針對某種廠商設備擁有不只一種設計。現有基礎設施發揮的作用不僅僅是解決一般問題以及改善供應商關系，在制定及管理有關文件方面發揮著更重要的作用。

汽車客戶通常對應用或操作有著具體的要求，這些要求反映在客戶的印刷材料及一般規范中。設備規范通常不能完全與 IC 供應商的標準產品相匹配，因此需要雙方展開技術對話來修訂印刷材料。達標標準通常根據 AEC Q-100 制定。最終得到的達標報告（常稱作生產件批準程序，即 PPAP）要求由客戶在生產前批準。上述程序常常造成采購工作無謂的復雜化，有些標準的、現成的汽車產品已經滿足了應用性能要求，其訂貨到出貨時間又很短，因此對這些產品而言上述情況就更加復雜。

客戶達標規范與控制在一定環境下（如針對安全性特別重要的應用而言）得到保證，以實現汽車工業的目標：最高的質量與可靠性以及最低的成本，與此同時，整個產業都應堅持制造商合格規范的原則。

標準的現成解決方案

德州儀器 (TI) 在 QML 與汽車供應商經驗的基礎上定義了其標準的產品系列，以滿足汽車客戶購買現成解決方案的需求。該產品系列結合了滿足最佳商業行為的達標規范以及作為指導原則的 AEC Q-100。這使其既能對客戶的需求做出快速響應，又能保證推出的產品滿足高標準汽車應用的質量及可靠性要求。同時，汽車客戶必須與選定的供應商結成合作伙伴關系，以最大程度減少不必要的達標認證，并應在對供應商專業知識及客戶需求理解的基礎上接受供應商的達標規范。

質量體系

為了獲得成功，IC 供應商必須建立起質量體系，確保其充分認識到客戶需求，并在整個企業組織內部詳細表述客戶需求。標準組織較早以前就認識到圖 1 所示的層級系統 (hierarchical system) 是最佳的。應存在一份頂級文件，即質量體系手冊，以明確廣泛的要求。這通常稱作做什么規范。這種頂級質量文件接著推動下一級規范及標準，這些規范與標準涵蓋所有商業行為，涉及從設計、晶圓制造、組裝、測試、質量達標到客戶支持等產品開發過程中的所有方面。這些通常稱作怎樣做的規范。作為質量系統內部的制衡部分，熟悉汽車客戶要求的成員必須在全部門團隊中占據常任職位并管理規范體系。這樣我們就能保證質量體系與規范可持續滿足汽車客戶的要求。

質量與可靠性

汽車客戶向供應商提出滿足具體性能要求的強制性規范。為了保證特定器件或器件系列滿足客戶的需求，企業組織與負責運營方（包括器件設計、晶圓制造、組裝／測試以及應用工程設計）必須建立起密切聯系。

為了保證器件在擴展的溫度范圍以及各種汽車環境中使用有關技術時都能表現出最佳的質量與可靠性，我們需要在以下領域進行額外的評估：

在最高建議操作條件下對目標封裝進行半導體可靠性及電遷移檢查；

在不同溫度下檢測電氣特性；

確定在擴展溫度范圍內的封裝材料集性能（如某些鑄?；衔锊贿m于在擴展溫度范圍內工作）。

應該進行不同層次的質量達標及可靠性檢測。任何新工藝或器件技術都應進行廣泛的達標認證，現有工藝或技術經調整后除采用類似的達標規范外還應滿足特定的設備要求。如圖 2 所示。

經過最初的認證后還應進行各種質量及可靠性檢測。在晶圓制造廠，我們應進行晶圓級可靠性檢測，以保證晶圓廠的工藝完全在控制之中，并能根據晶圓制造規范進行生產。

我們應在組裝現場進行與封裝相關的測試，以確保組裝工藝在控制之中，并能制造出性能可靠的器件。此外還應定期進行外在故障率 (EFR) 及內在故障率 (IFR) 壽命測試檢測。

客戶支持

即便購買標準器件，汽車客戶也可能要求額外的支持。不管汽車設備是經過修改后要求客戶批準的還是標準的現成解決方案，我們對汽車客戶的服務承諾都是一樣的。汽車客戶可就標準產品獲得以下支持：

產品選擇

應用支持

提前 180 天的工藝變動通知

更長的產品壽命終止采購支持

接到故障設備后 24 小時內確認客戶設備故障

確認產品問題后 24 小時內抑制問題惡化

明確問題根本原因并視情況采取校正行動（8D 模式）

汽車 FA 支持

歸納總結

通過與選定的供應商建立起合作伙伴關系，以及在任何可能的條件下采用標準的現成元件，汽車客戶可降低成本并加快產品的交付進程。由于可依賴供應商提供滿足客戶需求的標準的現成解決方案，我們能夠縮短內部設計周期。